WO2014069360A1 - ゼロギャップ式食塩電解槽用陽極、食塩電解槽、及びこれを用いる食塩電解方法 - Google Patents
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Definitions
- a conductive elastic body having an elastic repulsion force is interposed between the nickel expanded metal having a rigid structure and a fine mesh-shaped cathode having a flexible structure, and the fine mesh is formed by the conductive elastic body. It is preferable to have a structure in which the cathode is pressed against the ion exchange membrane.
- the conductive elastic body is preferably a cushion mat or a spring-shaped conductive elastic body.
- Zero gap type salt electrolysis that can increase the surface area and reduce the electrolysis voltage by increasing the maximum value of the unevenness of the unevenness of the catalyst layer surface to 55 to 70 ⁇ m.
- a bath and an electrolysis method can be provided.
- step A sandblasting is performed in order to expect an anchor effect for supporting the catalyst layer on the surface of the conductor substrate.
- Sand blasting is a surface treatment method in which a high-pressure gas containing sand-like particles is blown onto the surface of a material, and a known method can be adopted.
- the surface roughness of the conductor substrate can be controlled by adjusting the type of abrasive used and the time of blasting.
- Sand-like particles include alumina, glass, iron and the like. Then, you may degrease etc. as needed.
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Abstract
Description
陽極は、開口率が50%のチタニウム製エキスパンドメタルを導電性基体とする通液型の剛構造電極である。基体表面を#36のアルミナでサンドブラスト処理した。このようにして粗面化された導電性基体の表面に塩化ルテニウム、塩化イリジウム、ブチルチタネートおよび塩酸を含むブタノール溶液を塗布し、100℃で10分間の乾燥処理を行った後、500℃で10分間の焼成処理を行った。この塗布-乾燥-焼成のプロセスを繰り返して、基体表面に活性を有する厚みがおよそ2μmの触媒層を形成することにより、陽極を作製した。形成された触媒層表面の凹凸の高低差の最大差は、表面粗さ測定機SJ-301((株)ミツトヨ製)で測定したところ粗面化処理後の基体表面の粗度と同じく65μmであった。また、触媒層表面の平均粗さは、11μmであった。
実施例1において、ニッケル製エキスパンドメタルを導電性基体とする剛構造電極の正面側に、ニッケルウーブンメッシュからなるマット状の導電性弾性体を介して活性陰極を支持したこと以外は、陽極と陰極を実施例1と同じ条件で作製し、ゼロギャップ式電解槽を構成した。試験開始からの槽電圧の経時変化を図5に示す。槽電圧は実施例1とほぼ同等の2.98Vであり、試験開始から45日後においても、ほとんど電圧は上昇しなかった。
実施例1において、陽極の導電性基体として使用されるチタニウム製エキスパンドメタルの粗面化処理後の表面粗度を20μmとした。酸性溶液を塗布し、形成された触媒層表面の凹凸の高低差の最大差は、表面粗さ測定機SJ-301((株)ミツトヨ製)で測定したところ粗面化処理後の基体表面の粗度と同じく20μmであった。また、触媒層表面の平均粗さは、
6μmであった。試験開始からの槽電圧の経時変化を図5に示す。槽電圧は実施例1と比べて、20mV高かった。
実施例1において、陽極の導電性基体として使用されるチタニウム製エキスパンドメタルの粗面化処理後の表面粗度を50μmとした。酸性溶液を塗布し、形成された触媒層表面の凹凸の高低差の最大差は、粗面化処理後の基体表面の粗度と同じく50μmであった。また、触媒層表面の平均粗さは、9μmであった。試験開始からの槽電圧の経時変化を図5に示す。槽電圧は実施例1と比べて、10mV高かった。
実施例1において、陽極の導電性基体として使用されるチタニウム製エキスパンドメタルの粗面化処理後の表面粗度を80μmとした。酸性溶液を塗布し、形成された触媒層表面の凹凸の高低差の最大差は、粗面化処理後の基体表面の粗度と同じく80μmであった。また、触媒層表面の平均粗さは、15μmであった。試験開始からの槽電圧の経時変化を図5に示す。槽電圧は実施例1と比べて、15mV高かった。
I イオン交換膜
10 電極支持フレーム
11 隔壁
12、13 縦リブ
12a、13a 貫通孔
20 陽極
20A 陽極室
21 導電性基体
22 陽極触媒層
30 陰極構造体
30A 陰極室
31 背板
32 導電性弾性体
33 活性陰極
33a 導電性基体
33b 陰極触媒層
Claims (8)
- 通液性を有する導電性基体と、その導電性基体上に設けられて表面の凹凸の高低差の最大値が55~70μmである触媒層とを備えるゼロギャップ式食塩電解槽用陽極。
- 前記導電性基体がバルブ金属またはバルブ金属2種以上の合金よりなるエキスパンドメタルまたはパンチングメタルであり、且つ触媒層を含めた厚みが0.5~2.0mmである請求項1に記載のゼロギャップ式食塩電解槽用陽極。
- 前記触媒層の表面の平均粗さが3~30μmである請求項1または2に記載のゼロギャップ式食塩電解槽用陽極。
- 通液性を有する導電性基体と、その導電性基体上に設けられて表面の凹凸の高低差の最大値が55~70μmである触媒層とを備える陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に接触状態で配置されるイオン交換膜と、を備えるゼロギャップ式食塩電解槽。
- 前記導電性基体がバルブ金属またはバルブ金属2種以上の合金よりなるエキスパンドメタルまたはパンチングメタルであり、且つ触媒層を含めた厚みが0.5~2.0mmである請求項4に記載のゼロギャップ式食塩電解槽。
- 前記陰極は、剛構造のニッケル製エキスパンドメタルと、柔構造のファインメッシュ状陰極との間に、弾性反発力を有する導電性弾性体が介在し、この導電性弾性体で前記ファインメッシュ状陰極をイオン交換膜に押し付ける構造を有する請求項4に記載のゼロギャップ式食塩電解槽。
- 前記導電性弾性体は、クッションマットまたはばね形状の導電性弾性体である請求項6に記載のゼロギャップ式食塩電解槽。
- 請求項4~7いずれかに記載のゼロギャップ式食塩電解槽を用いて、塩化ナトリウムを含む液体を電気分解するゼロギャップ式食塩電解方法。
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